今日主題：《賦予機(jī)器人認(rèn)知：基于深度學(xué)習(xí)的微鏈3D機(jī)器人視覺(jué)》

 

　　分享嘉賓：北京微鏈道愛(ài)科技有限公司創(chuàng)始合伙人 張宇

 

　　從事工業(yè)自動(dòng)化的人都了解，傳統(tǒng)的作業(yè)方法就是將不確定性變成確定性，這是從業(yè)者要做的最重要的一件事。無(wú)論是培訓(xùn)工人還是調(diào)整車(chē)間機(jī)械結(jié)構(gòu)，從精度到節(jié)拍，最終是為了變成確定性，從而解決工業(yè)化大生產(chǎn)的需求。這是從第一工業(yè)革命開(kāi)始，所有從業(yè)人員就已經(jīng)在做的一件事，但現(xiàn)在卻發(fā)生了些微變化，就是整件事開(kāi)始變得不確定了。

 

　　在做一個(gè)工件的時(shí)候，可能需要不停地變換，這意味著對(duì)柔性生產(chǎn)的需求性增強(qiáng)，從業(yè)者需要解決更多更復(fù)雜的問(wèn)題。由此，張宇先生展開(kāi)了此次演講主題賦予機(jī)器人認(rèn)知：——基于深度學(xué)習(xí)的微鏈3D機(jī)器人視覺(jué)。
 

 

　　機(jī)器學(xué)習(xí)是AI的原點(diǎn)，但有部分人對(duì)此也存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)，認(rèn)為機(jī)器人視覺(jué)跟AI、人工智能、深度學(xué)習(xí)捆綁在一起只是為了聽(tīng)起來(lái)覺(jué)得高端而已。張先生解釋道，其實(shí)人工智能其實(shí)并不復(fù)雜，并不是有些人理解的機(jī)器和人一樣。機(jī)器可以處理復(fù)雜事物的能力，或者讓機(jī)器應(yīng)對(duì)不確定性，這其實(shí)就是人工智能最底層的技術(shù)，而人最大的智慧無(wú)非就是隨需而動(dòng)、隨機(jī)應(yīng)變。這是張宇先生對(duì)人工智能的理解。

 

 

　　深度學(xué)習(xí)（Deep Learning, DL）是機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)和研究領(lǐng)域之一，通過(guò)建立具有階層結(jié)構(gòu)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artifitial Neural Networks, ANNs），在計(jì)算系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)人工智能 。由于階層ANN能夠?qū)斎胄畔⑦M(jìn)行逐層提取和篩選，因此深度學(xué)習(xí)具有表征學(xué)習(xí)（representation learning）能力，可以實(shí)現(xiàn)端到端的監(jiān)督學(xué)習(xí)和非監(jiān)督學(xué)習(xí)。通過(guò)多層處理，逐漸將初始的“低層”特征表示轉(zhuǎn)化為“高層”特征表示后，用“簡(jiǎn)單模型”即可完成復(fù)雜的分類(lèi)等學(xué)習(xí)任務(wù)。

 

 

　　提及機(jī)器人視覺(jué)，不免會(huì)想到計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器視覺(jué)，很多人會(huì)把這三者弄混。計(jì)算機(jī)視覺(jué)是以圖片認(rèn)知為基礎(chǔ)的科學(xué)，只通過(guò)圖片識(shí)別輸出結(jié)果，代表企業(yè)是谷歌。機(jī)器視覺(jué)多用于生產(chǎn)線上的質(zhì)量檢測(cè)，普遍基于2D識(shí)別，被廣泛應(yīng)用于3C電子行業(yè)，代表企業(yè)是康耐視。機(jī)器人視覺(jué)，是指不僅要把視覺(jué)信息作為輸入，而且還要對(duì)這些信息進(jìn)行處理，進(jìn)而提取出有用的信息提供給機(jī)器人。是為了讓機(jī)器人真正變成“機(jī)器人”，而不是機(jī)器臂。
 

 

　　傳統(tǒng)的機(jī)器臂只是自動(dòng)化設(shè)備，是通過(guò)編程處理固定的動(dòng)作，是不能處理具有變動(dòng)性事物的能力。微鏈所做的就是機(jī)器人視覺(jué)，這要求機(jī)器人要擁有3D視覺(jué)，能處理三維空間里的三維物體問(wèn)題，并且具有復(fù)雜算法，支撐機(jī)器人對(duì)位置、動(dòng)作、軌跡等復(fù)雜信息的捕捉，這必須要依賴(lài)人工智能和深度學(xué)習(xí)來(lái)完成。

 

 

　　微鏈對(duì)下一代機(jī)器人取名為“認(rèn)知機(jī)器人”。認(rèn)知機(jī)器人通過(guò)微鏈通過(guò)2D相機(jī)或者3D相機(jī)，或者其他的傳感器等感知系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，發(fā)送到基于深度學(xué)習(xí)的WeRobotics認(rèn)知算法的控制系統(tǒng)，再由控制系統(tǒng)接發(fā)送命令到機(jī)器臂，機(jī)械臂在執(zhí)行命令時(shí)也需要保持高精度和高速度且具有可靠性。認(rèn)知機(jī)器人還需要具備不斷學(xué)習(xí)的功能，無(wú)論是做檢測(cè)還是定位引導(dǎo)，當(dāng)機(jī)器人做的次數(shù)越多，伴隨著數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)變化，機(jī)器人的準(zhǔn)確性也會(huì)越高，這跟人的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)能力是類(lèi)似的。
 

 

 

　　“軟件定義機(jī)器人”這是微鏈的口號(hào)，也是優(yōu)勢(shì)之一，但這并不意味著軟件和硬件有何高低之分，軟件和復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)不能真正分開(kāi)。高級(jí)工業(yè)機(jī)器人是復(fù)雜的系統(tǒng)，是由硬件和軟件與設(shè)備和諸如傳感器網(wǎng)絡(luò)、視覺(jué)系統(tǒng)、其他高級(jí)工業(yè)機(jī)器人和工廠控制自動(dòng)化系統(tǒng)等其他系統(tǒng)緊密集成的，所以軟件不能被真正分開(kāi)。張宇認(rèn)為在未來(lái)的發(fā)展中，軟件和硬件要相互融合，同步發(fā)展，這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)“不確定性”的解決。

 

 

　　微鏈的視覺(jué)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括3C電子、汽車(chē)、輪胎、食品醫(yī)藥、科研教育等，張宇也為我們具體列出了三個(gè)集成應(yīng)用合作案例供參考。

 

 

　　利用3D視覺(jué)引導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行定位組裝，來(lái)料直接放置傳送帶上，無(wú)需固定和定位，利用3D視覺(jué)技術(shù)可以精準(zhǔn)的識(shí)別來(lái)料工件的位置，其中3D視覺(jué)圖像處理到引導(dǎo)時(shí)間只需0.1S， 3D視覺(jué)引導(dǎo)重復(fù)定位精度為0.02mm；實(shí)現(xiàn)無(wú)人作業(yè)，取代原先5個(gè)人工，產(chǎn)能效率提升260%。

 

 

　　此集成項(xiàng)目通過(guò)3D視覺(jué)識(shí)別6個(gè)特殊形狀的工件在料箱內(nèi)抓取并放到過(guò)度臺(tái)上，另外兩組認(rèn)知機(jī)器人將另外2個(gè)工件通過(guò)特殊分料器抓取到傳送過(guò)度臺(tái)上，工業(yè)機(jī)器人再將過(guò)度臺(tái)上再同時(shí)抓取8個(gè)工件放到組合焊接臺(tái)上。
 

（微鏈WeRobotics 三維視覺(jué)傳感器）

 

 

　　在原來(lái)的工作狀態(tài)下，是用人工的方法將物料安放到注塑機(jī)里，在進(jìn)行模具注塑，現(xiàn)在通過(guò)應(yīng)用機(jī)器人自動(dòng)設(shè)備，用自動(dòng)分料設(shè)備將物料整齊分開(kāi)，然后通過(guò)機(jī)器人，將相應(yīng)物料安放在固定工位上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，智能化。

 

　　除了談?wù)搨€(gè)人對(duì)行業(yè)的認(rèn)知以及機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)解析，張宇還向我們展示了微鏈的公司實(shí)力及服務(wù)體系。微鏈的前生是做IT的，從16年轉(zhuǎn)入自動(dòng)化領(lǐng)域，在加拿大溫哥華設(shè)有研發(fā)中心，主要研究深度學(xué)習(xí)的底層算法，之所以將研發(fā)中心設(shè)在溫哥華，是因?yàn)檎麄€(gè)北美地區(qū)包括加拿大的人工智能底層算法非常先進(jìn)，研發(fā)環(huán)境很好且人才較多。

 

　　在國(guó)內(nèi)，北京、重慶、蘇州、佛山都設(shè)有分公司，是中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事單位，也是美國(guó)機(jī)器人學(xué)會(huì)會(huì)員。關(guān)于服務(wù)體系，微鏈用“三全”來(lái)體現(xiàn)，即：全天候——零距離的技術(shù)支持服務(wù)，全過(guò)程——完善的解決方案支持，全體系——全面優(yōu)質(zhì)的培訓(xùn)課程。

 

　　以上是7月10日由中國(guó)機(jī)器人網(wǎng)和CIORS聯(lián)合主辦的金屬?zèng)_壓及拋光主題論壇活動(dòng)，微鏈科技張宇總經(jīng)理的全部分享，更多精彩請(qǐng)持續(xù)關(guān)注哦！